具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路的製作方法

2023-05-06 01:26:16

專利名稱：具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電源領域，涉及電路保護技術，尤其是一種具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路。
背景技術：
鋰離子電池組採用恆流、恆壓充電方式，空載時充電器的輸出電壓通常整定在最大的額定恆壓值上；但一個放電充分的電池組的端電壓卻處在電池組所容許的最低電壓值附近，兩者之間存在著相當大的電壓差；這時將電池組接入充電器進行充電時，這個電壓差在充電迴路中產生子一個巨大的浪湧電流，由於這個電流的作用，恆流調節才開始工作，這時充電器的輸出電壓與電池電壓相同。這種浪湧電流發生在恆壓與恆流控制的轉換之間，浪湧電流的大小取決於充電迴路的內阻大小和恆壓值與電池組端電壓之間壓差大小，這個值如果超過充電迴路中串接的一些器件(如MOS功率開關管等)的極限值，就會引起這些器件的損壞或降低其壽命。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，既可實現恆壓向恆流控制的轉換，又可抑制浪湧電流，避免過大的浪湧電流造成的器件損壞。為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現一種具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，包括交-直流(AC-DC)變換電路和恆壓-恆流(CV-CC)電路，所述充電電路的正極輸出端串有一常開開關SW，其一端與充電器的輸出端子OV+及電容Ct相連，輸出端子OV+將與電池的正端相連；電容Ct的另一端與電阻Rt相連，電阻Rt的另一端與電阻Rl、R2以及電壓控制的誤差放大器U的輸入端相連，電阻Rl的另一端與開關SW的另一端相連；電阻R2的另一端與電阻R3和MOS場效應管QC的漏極相連，電阻R3的另一端與MOS場效應管QC的源極及充電器的負輸出端0V_相連，負輸出端0N_將與電池的負極相連；MOS場效應管QC的柵極與電阻R4相連，電阻R4的另一端為判別電池存在的信號輸入端。進一步的，與電阻R4相連的為單片機。本實用新型所述的具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，不像以往那樣把充電器空載電壓整定在所需的最大電壓值上，而是鎖定在鋰離子電池組最低放電電壓值附近，當確認電池組接入充電器時，解開這個鎖定，把恆壓值整定到所需的最大恆壓值上，同時由電容CT和電阻RT組成的緩衝器；充電器電壓將逐漸上升，當升到與電池組之間的電壓差產生的電流值大於設定的電流值時，進入恆流控制階段，充電電壓將隨著電池電壓而改變，這樣就避免過大的電壓差出現，抑制了瞬間的浪湧電流，起到保護電路的作用。

下面根據實施例與附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
3[0010]圖1是實施例一的電路結構圖；圖2是實施例二的電路結構圖。
具體實施方式
圖1虛線框內的電路圖是一個充電器輸出恆壓值控制的採樣原理圖，它跟實線框內的交-直流(AC-DC)變換和恆壓-恆流(CV-CC)控制圖中的恆壓控制相連；組成一個完善的恆壓控制，這個恆壓控制的電壓信號VIN的控制原理圖如下描述一個常開開關SW的一端與充電器的輸出端子OV+及電容Ct相連，輸出端子OV+ 將與電池的正端相連，電容Ct的另一端與電阻Rt相連，電阻Rt的另一端與電阻Rl、R2和電壓控制的誤差放大器U(採用TL431)的1號腳相連，電阻Rl的另一端與開關SW的另一端相連；同時與AC-DC變換器的DC輸出端相連，電阻R2的另一端與電阻R3和MOS場效應管QC的漏極相連，電阻R3的另一端與MOS場效應管QC的源極及充電器的負輸出端OV-相連，負輸出端OV-將與電池的負極相連。MOS場效應管QC的柵極與電阻R4相連，電阻R4的另一端為判別電池存在的信號輸入端。上述描述電路拓撲網絡圖實現如下控制當電池未接入充電器，但充電器已接上電源時，VC信號電壓為0V，MOS場效應管QC不導通，恆壓控制信號Vin由電阻Rl與(R2+R3) 分壓取得，通過CV控制環反饋給AC-DC使得DC的輸出恆壓在一個接近於電池最低的電壓值上，當電池正確接入充電器時，開關SW將閉合後，電池判別信號VC將使MOS場效應管QC 導通。這時恆壓控制信號Vin由電阻Rl與電阻R2分壓取得，將整定在最大恆壓輸出值；由於開關SW閉合，電容Ct和電阻Rt的緩衝器的接入，輸出電壓將由最小值逐漸抬高，當高於電池電壓產生的電壓差引起的充電電流大於整定的恆流值時，恆流控制開始工作，這樣就不會產生過大的電壓差，也就抑制了浪湧電流。圖2是個實際的由MCU控制的帶有電池組溫度控制信號的充電迴路；這裡僅敘述本原理圖相關的內容，當電池未接入時，開關SW的控制端和MOS場效應管QC的控制端信號都為低。當電池接入充電器時，單片機的Tin端就可判別到電池正常接入，同時單片機的 Vinl端也對電池電壓信號進行判別，正常時單片機的SWl端輸出高電平，Ql端導通，SW開關閉合，待完全閉合後SW2端輸出為高電平，MOS場效應管QC將導通，實現了 CV-CC的軟轉換。
權利要求1.一種具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，包括交-直流(AC-DC)變換電路和恆壓-恆流(CV-CC)電路，其特徵在於，所述充電電路的正極輸出端串有一常開開關SW， 其一端與充電器的輸出端子OV+及電容Ct相連，輸出端子OV+將與電池的正端相連；電容Ct 的另一端與電阻Rt相連，電阻Rt的另一端與電阻Rl、R2以及電壓控制的誤差放大器U的輸入端相連，電阻Rl的另一端與開關SW的另一端相連；電阻R2的另一端與電阻R3和MOS 場效應管QC的漏極相連，電阻R3的另一端與MOS場效應管QC的源極及充電器的負輸出端 0N_相連，負輸出端0N_將與電池的負極相連；MOS場效應管QC的柵極與電阻R4相連，電阻 R4的另一端為判別電池存在的信號輸入端。
2.根據權利要求1所述的具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，其特徵在於， 與電阻R4相連的為單片機。
專利摘要本實用新型公開一種具有浪湧電流抑制功能的恆壓恆流充電電路，不像以往那樣把充電器空載電壓整定在所需的最大電壓值上，而是鎖定在鋰離子電池組最低放電電壓值附近，當確認電池組接入充電器時，解開這個鎖定，把恆壓值整定到所需的最大恆壓值上，同時由電容CT和電阻RT組成緩衝器；充電器電壓將逐漸上升，當升到與電池組之間的電壓差產生的電流值大於設定的電流值時，進入恆流控制階段，充電電壓將隨著電池電壓而改變，這樣就避免過大的電壓差出現，抑制了瞬間的浪湧電流，起到保護電路的作用。
文檔編號H02J7/04GK202103464SQ20112013945
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者傅盛如, 吳鴻大 申請人:無錫三石電子有限公司